[发明专利]一种煤层气分段压裂水平井强化抽采方法

说明书

技术领域

本发明属于地面煤层气开发技术领域，涉及面向构造软煤地面煤层气分段压裂水平井强化抽采方法。

背景技术

目前构造软煤煤层气开发主要是采用地面直井开发，直井开发具有单井产气量低、生产井数多致使运行成本高、抽采效率低、占用土地多等特点。

传统的以水平井方式开采煤层气都是在煤体结构特别好的煤层中进行，井眼轨迹都是在煤层中，98％以上的水平井是采用裸眼完井，极少数的几口井是在煤层中进行下套管射孔完井，然后再进行分段压裂，鉴于施工安全考虑，压裂规模和强度都非常小。

对于构造软煤采用水平井开发煤层气目前未见报道。由于煤层在强大的构造应力作用下，发生反复的搓揉、挤压，致使煤的结构、构造与原生结构煤有巨大差异，煤体结构松软是其显著特点，因此在煤层中水平钻进，成孔性差，易于导致埋钻等事故，施工风险很大。

综上所述，目前常规的煤层气开发技术抽采效率低，难以实现快速降低构造软煤煤层气含量、难以达到强化抽采煤层气效果的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高构造软煤煤层气抽采效率、实现快速降低构造软煤煤层气含量、达到强化抽采煤层气效果的沿煤层顶板钻进的地面煤层气分段压裂水平井抽采新技术。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：

一种煤层气分段压裂水平井强化抽采方法，主要步骤如下

在构造软煤进行煤层气水平井开发时，将水平井的井眼轨迹控制在煤层顶界以上0.5m-1.5m之间的泥岩或砂岩顶板中，采用超深穿透射孔，按照7孔/m、向下90°定点定向分段射孔；

然后采用清水携砂压裂，按照大排量、大液量、高前置液比、大砂量、中砂比的要求对目标煤层进行分段压裂。

所述的水平井井眼轨迹沿煤层泥岩或砂岩顶板水平钻进，并采用边界探测仪随时控制，使井眼轨迹位于煤层顶界以上0.5m-1.5m之间的泥岩或砂岩顶板中。

所述的定向射孔为大孔径，超深穿透，深度＞1.2m、孔密为16孔/m、相位角为扇形向下90°定点定向射孔。

所述的水平井压裂采用大排量(8-10m³/min)、大液量(大于500m³)、高前置液比(＞50％)，大砂量(强度达7-8m³/m)、中砂比(12％-15％)的清水携砂分段压裂方式。

水平井在煤层的泥岩或砂岩顶板内水平钻进，并采用边界探测仪技术将水平段井眼轨迹控制在垂直距离煤层一定范围内。边界探测仪会实时监测周围一定范围的煤、岩层的电阻率和自然伽马等参数，根据煤层与其顶板岩石电阻率和自然伽马差异明显的特点，实时探测井眼轨迹与煤层的距离，有助于及时调整钻进方向，最大程度确保水平段井眼轨迹的精确控制，解决水平井段沿煤层顶板0.5～1.5m范围内定向钻进的难题。

水平井段射孔拟采用大孔径、超深穿透的射孔工艺技术。由于水平井井眼轨迹位于煤层以上0.5～1.5m的顶板中，为了穿透钢套管、固井水泥环以及泥岩或砂岩顶板，沟通下面目标煤层，保证压裂时裂缝在目标煤层中延伸，确保对煤层分段压裂工艺技术的成功，射孔必须要求采用大孔径、超深穿透的射孔工艺技术。因此研究采用102型的复合射孔枪、配备127型超深穿透射孔弹，孔密为16孔/米，扇形向下90°相位的定向射孔方式，保证从造缝点延伸出的裂缝延伸到煤层中，达到成功压裂煤层段的目的。射孔段的选择原则是：选择井眼轨迹距离下部煤层最近的部位且附近水平方向一定距离内水平井段固井质量达到合格以上，每两段之间要有一定的间隔距离综合选择(间隔距离视具体情况而定，渗透性好的煤层间距可长一些，渗透性差的煤层间距可短一些)。